p Como se estar doente não fosse ruim o suficiente, há também o medo de injeções frequentes, efeitos colaterais e overdose de sua medicação. Agora uma equipe de pesquisadores da Universidade de Copenhagen, Departamento de Química, Centro de nanociência e o Institut Laue-Langevin (ILL), demonstraram que reservatórios de medicamentos antivirais podem ser fabricados para se ligarem especificamente a tecidos infectados, como células cancerosas, para a entrega lenta e concentrada de tratamentos com drogas. p A nova pesquisa é publicada em Letras Macro ACS . As evidências, do Dr. Marité Cárdenas (Copenhague) e do Dr. Richard Campbell e do Dr. Erik Watkins (ILL), veio como resultado de estudos de refletometria de nêutrons na principal fonte de nêutrons do mundo em Grenoble, França. Eles podem fornecer uma maneira de reduzir as dosagens e a frequência das injeções administradas a pacientes submetidos a uma ampla variedade de tratamentos, bem como minimizar os efeitos colaterais da sobredosagem.

p A fixação de reservatórios de drogas terapêuticas às membranas celulares para difusão lenta e entrega contínua dentro das células é um dos principais objetivos em P&D de drogas. Um candidato promissor para empacotar e transportar tais misturas de drogas é um grupo de partículas cristalinas líquidas que se auto-organizam. Composto por moléculas de gordura conhecidas como fosfolipídios e macromoléculas semelhantes a árvores, chamadas dendrímeros, que têm muitos ramos, as partículas se formam espontaneamente e têm a capacidade de absorver e transportar grandes quantidades de moléculas de drogas para difusão prolongada. Eles também são conhecidos por sua capacidade de se ligar às membranas celulares.

p Os primeiros tratamentos com essas partículas estão próximos do mercado por meio de produtos que incorporam uma formulação semelhante chamada Cubosomes (nanopartículas de fase cúbica). Desenvolvido e comercializado pela start-up sueca Camarus Ab, suas nanopartículas FluidCrystal prometem meses de entrega de drogas a partir de uma única injeção e a possibilidade de ajustar a entrega em intervalos de qualquer coisa, de uma vez por dia a uma vez por mês. Contudo, um requisito fundamental para a aplicação ideal dessas formulações é uma compreensão detalhada de como elas interagem com as membranas celulares.

p Este foi o foco do trabalho envolvendo uma colaboração entre o Dr. Marité Cárdenas (Copenhagen) e o Dr. Richard Campbell e o Dr. Erik Watkins (ILL). Neste experimento, a equipe usou nêutrons para analisar a interação das partículas cristalinas líquidas com um modelo de membrana celular enquanto variava dois parâmetros:

• Gravidade - para ver como a interação mudou se os agregados atacaram a membrana celular por baixo em oposição a cima
• Eletrostática - como o equilíbrio entre as cargas positivas e negativas contrastantes do agregado e da membrana afetam a interação

p A equipe utilizou uma técnica conhecida como refletometria de nêutrons, em que feixes de nêutrons são retirados de uma superfície e a refletividade medida é usada para inferir informações detalhadas sobre a superfície, incluindo a espessura, estrutura detalhada e composição de todas as camadas abaixo. Esses experimentos foram realizados no instrumento FIGARO no ILL em Grenoble, que oferece modos únicos de reflexão para cima e para baixo que permitiram à equipe examinar as superfícies superior e inferior, alternando as amostras a cada duas horas durante um período de amostragem de 30 horas.

p A interação das partículas cristalinas líquidas com a membrana mostrou ser impulsionada pela carga na parede celular modal. Mudanças sutis na quantidade de carga negativa na parede da membrana estimularam as moléculas de dendrímero em forma de árvore a penetrar, permitindo que o resto da molécula se ligasse à superfície, formando um reservatório anexado. A sensibilidade da interação a pequenas mudanças na carga sugere que ajustes simples na proporção de lipídios carregados e macromoléculas podem otimizar esse processo. No futuro, essa característica também pode fornecer um mecanismo para focar o tratamento em células-alvo, como aquelas infectadas por câncer, que se acredita terem uma densidade de carga mais negativa do que as células saudáveis.

p Em termos de afetos gravitacionais, a análise também mostrou que os agregados interagiam preferencialmente com as membranas apenas quando estavam localizados acima da amostra. Efeitos semelhantes causados ​​pela densidade e flutuabilidade diferentes das soluções já são explorados em alguns tratamentos estomacais e os pesquisadores encorajam estudos futuros sobre como os efeitos gravitacionais podem ser usados ​​para otimizar essas interações para a entrega de drogas.

p "As células cancerosas têm um desequilíbrio que lhes dá uma composição molecular diferente e propriedades físicas em geral diferentes das células saudáveis ​​normais", explica o Dr. Cardenas. "Embora todas as células sejam negativas, as células cancerosas tendem a ser mais carregadas negativamente do que as saudáveis ​​devido a uma composição diferente de moléculas de gordura em sua superfície. Esta é uma propriedade que acreditamos poder ser explorada em pesquisas futuras sobre mecanismos de entrega envolvendo a fixação de partículas cristalinas líquidas lamelares. Nosso próximo passo é introduzir o próprio medicamento nos reservatórios e garantir que ele possa se mover através da membrana. Este trabalho abre caminho para testes de células e ensaios clínicos no futuro, explorando nossa metodologia "

p "Claro que não é novidade que as partículas nas formulações podem afundar ou flutuar, mas essas interações específicas dramaticamente diferentes desses nanocarreadores com membranas modelo de orientações diferentes nos pegaram completamente de surpresa ", disse o Dr. Campbell." Volumes de amostra muito pequenos são frequentemente usados ​​em investigações biomédicas, então os efeitos da separação de fases não podem ser vistos. Nossas descobertas sugerem que os pesquisadores de laboratório podem precisar reavaliar a maneira como examinam a eficácia das formulações recentemente desenvolvidas para explicar os fortes efeitos gravitacionais. "

p O Dr. Watkins ainda comentou:"Este estudo é uma ilustração perfeita da capacidade única da FIGARO de obter dados de interfaces horizontais acima e abaixo no mesmo experimento. Não apenas os nêutrons são exclusivamente sensíveis aos elementos mais leves encontrados na química orgânica, mas a capacidade de levar todos os dados imediatamente in situ sem perturbar a amostra são vitais. Essas amostras biológicas estão sempre mudando sutilmente ao longo do tempo que você as analisa, então é vital que você possa coletar esses dados o mais rápido possível. "